| 研究課題/領域番号 |
16J01352
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
機能物性化学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
平井 悠一 北海道大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-22 – 2018-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | triboluminescence / photoluminescence / lanthanide / coordination polymer / 希土類錯体 / 配位高分子 / エネルギー移動効率 / ガラス転移 |
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| 研究実績の概要 |
希土類錯体ポリマーの構造制御を基盤として研究を行った。特に、粉砕により発光を示すトリボルミネッセンスに着目し、その構造と光物性の相関解明を目的として新規分子合成・物性評価を行った。トリボルミネッセンスを効率的に誘起するため、これまでに報告した強い分子間水素結合を持つ結晶性錯体ポリマー・分子間相互作用を妨げたアモルファス錯体の中間的な性質を有する、「熱力学的・機械的に比較的不安定で結晶性を有する系」の構築を検討した。実際に、大きな双極子モーメントを有するフラン誘導型配位子を導入することで立体反発の大きな捻れたポリマー鎖を形成し、強いトリボルミネッセンスを示すことが明らかとなった。またこれまで同一のスペクトル形状を示すことが知られていたトリボルミネッセンスとフォトルミネッセンスについて、希土類イオンを混合した錯体ポリマーで初めて明確なスペクトルの違いを観測した。ここから従来の「配位子励起」もしくは「希土類金属イオンの直接励起」という個別の励起プロセスではなく、これらが同時に生じていることを見出し、その結果をAngew. Chem. Int. Ed.誌にて報告した。
また、希土類錯体の温度センサーとしての応用展開を検討した。具体的には、航空工学の分野で問題となる着氷現象（上空で機体表面を覆う過冷却水が衝撃により氷になる現象）を可視化するためのセンサーとしてTb(III)錯体およびTb(III)/Eu(III)混合錯体ポリマーを利用した。これを塗料として金属薄片上に塗装し、低温チャンバー内で滴下した過冷却水に物理刺激を与えて氷が形成する様子をハイスピードカラーカメラで観察した。これらの錯体は、温度上昇に伴い配位子からTb(III)イオンへエネルギーが逆移動することで発光強度が減衰することが知られており、本実験では氷の形成に伴う温度上昇を緑色の発光強度の減衰として捉えることに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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